Métricas, Corredores Ecológicos e Graphab
Ciência da Paisagem
Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS)
Objetivo Central
Compreender o conceito de conectividade funcional da paisagem, calcular métricas de conectividade com o software Graphab e discutir implicações para o planejamento de corredores ecológicos.
A conversão de ecossistemas naturais em áreas agrícolas e urbanas gera fragmentos isolados de habitat.
Consequências ecológicas:
A conectividade entre fragmentos permite:
“Conectividade é o grau em que a paisagem facilita ou impede o movimento entre manchas de recursos.” — Taylor et al. (1993)
| Aspecto | Conectividade Estrutural | Conectividade Funcional |
|---|---|---|
| O que mede | Arranjo físico dos fragmentos | Capacidade real de movimento |
| Dados necessários | Mapa de uso da terra (vetorial/raster) | Mapa + dados de dispersão da espécie |
| Exemplo de métrica | Distância euclidiana entre manchas | Probabilidade de dispersão (custo-distância) |
| Limitação | Ignora a biologia do organismo | Requer dados autoecológicos |
| Software | Fragstats, QGIS | Graphab, Conefor, Circuitscape |
Nesta aula trabalharemos com conectividade funcional, que incorpora a capacidade de dispersão da espécie-alvo na análise.
A paisagem é representada como um grafo \(G = (V, E)\):
Cada aresta possui um peso baseado na:
Duas manchas são consideradas conectadas se a distância entre elas for ≤ a capacidade de dispersão da espécie-alvo (\(d_{max}\)).
| Organismo | \(d_{max}\) típico |
|---|---|
| Aves florestais (pequenas) | 200–1000 m |
| Mamíferos médios | 1–5 km |
| Anfíbios | 100–500 m |
| Insetos polinizadores | 500–2000 m |
| Grandes mamíferos | 5–50 km |
\[IIC = \frac{\sum_{i=1}^{n}\sum_{j=1}^{n} \frac{a_i \times a_j}{1 + nl_{ij}}}{A_L^2}\]
Onde:
O IIC é uma métrica binária — a conexão existe ou não (baseada no limiar de dispersão). Não considera probabilidades intermediárias.
\[PC = \frac{\sum_{i=1}^{n}\sum_{j=1}^{n} a_i \times a_j \times p^{*}_{ij}}{A_L^2}\]
Onde \(p^{*}_{ij}\) é o produto máximo de probabilidades de dispersão ao longo do caminho ótimo entre \(i\) e \(j\).
\[p_{ij} = e^{-k \times d_{ij}}\]
Onde:
O PC é probabilístico:
Recomendação: usar PC preferencialmente ao IIC (Saura & Pascual-Hortal, 2007).
Para priorizar manchas para conservação, calcula-se a variação percentual do PC ao remover a mancha \(k\):
\[dPC_k = \frac{PC - PC_{remover\;k}}{PC} \times 100\]
O dPC pode ser decomposto em três frações:
| Fração | Significado |
|---|---|
| dPC_intra | Importância pela própria área (habitat intrínseco) |
| dPC_flux | Importância como área de dispersão (fluxo) |
| dPC_connector | Importância como “stepping stone” (ponte entre manchas) |
Manchas com alto dPC_connector são key stepping stones — sua perda desconecta partes significativas da paisagem.
Graphab é um software livre (Java) para análise de conectividade funcional de paisagens baseada em grafos.
Download: thema.univ-fcomte.fr/productions/graphab
Dica: use mapas do MapBiomas (30 m) ou classificação própria no GEE (10 m). Certifique-se que o raster está em projeção métrica (UTM).
A cada classe de uso da terra, atribui-se um custo unitário de deslocamento:
| Classe | Uso da terra | Custo sugerido |
|---|---|---|
| 1 | Água | 1000 (barreira para terrestres) |
| 2 | Área urbana | 500 |
| 3 | Floresta (habitat) | 1 |
| 4 | Pastagem | 30 |
| 5 | Agricultura | 50 |
| 6 | Solo exposto | 80 |
| 7 | Vegetação secundária | 5 |
Os custos são espécie-dependentes. Uma ave florestal atribui alto custo a campos abertos; um mamífero generalista pode ter custo menor.
No Graphab é possível:
Isso permite responder:
“Onde restaurar para obter o maior ganho de conectividade?”
A partir da análise no Graphab:
Recomendação: usar espécies guarda-chuva e validar com dados de movimentação (GPS, camera trap).
Obrigado!
Luiz Diego Vidal Santos
Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS)
UEFS | Ciência da Paisagem | Conectividade Funcional